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    <meta name="description" content="Redis主从复制的作用有数据热备、负载均衡、故障恢复等；但主从复制存在的一个问题是故障恢复无法自动化。本文将要介绍的哨兵，它基于Redis主从复制，主要作用便是解决主节点故障恢复的自动化问题，进一步提高系统的高可用性。  部署哨兵节点哨兵节点本质上是特殊的Redis节点，它的两个基本功能是监控和故障转移。 新建一个配置文件sentinel.conf,内容为 12# sentinel monit">
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<title>Redis-哨兵 | JsyBlog</title>
  








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      </header>

    
    
    
    <div class="post-body" itemprop="articleBody">
        <blockquote>
<p>Redis主从复制的作用有数据热备、负载均衡、故障恢复等；但主从复制存在的一个问题是故障恢复无法自动化。本文将要介绍的哨兵，它基于Redis主从复制，主要作用便是解决主节点故障恢复的自动化问题，进一步提高系统的高可用性。</p>
</blockquote>
<h2 id="部署哨兵节点"><a href="#部署哨兵节点" class="headerlink" title="部署哨兵节点"></a>部署哨兵节点</h2><p><strong>哨兵节点本质上是特殊的Redis节点</strong>，它的两个基本功能是<strong>监控</strong>和<strong>故障转移</strong>。</p>
<p>新建一个配置文件<code>sentinel.conf</code>,内容为</p>
<figure class="highlight shell"><table><tr><td class="gutter"><pre><span class="line">1</span><br><span class="line">2</span><br></pre></td><td class="code"><pre><span class="line"><span class="meta prompt_"># </span><span class="language-bash">sentinel monitor mymaster ip port quorum</span></span><br><span class="line">sentinel monitor mymaster 192.168.92.128 6379 2</span><br></pre></td></tr></table></figure>



<p>其中，sentinel monitor mymaster 192.168.92.128 6379 2 配置的含义是：</p>
<p>该哨兵节点监控192.168.92.128:6379这个主节点，该主节点的名称是mymaster，最后的2表示最低通过票数，与主节点的故障判定有关：至少需要2个哨兵节点同意，才能判定主节点故障并进行故障转移。</p>
<p>注意，在配置哨兵监控一个系统的时候，只需要配置其监控主数据库即可，哨兵会自动发现所有复制该主库的从库。</p>
<p>哨兵节点的启动有两种方式，二者作用是完全相同的：</p>
<figure class="highlight shell"><table><tr><td class="gutter"><pre><span class="line">1</span><br><span class="line">2</span><br></pre></td><td class="code"><pre><span class="line">redis-sentinel sentinel-26379.conf</span><br><span class="line">redis-server sentinel-26379.conf --sentinel</span><br></pre></td></tr></table></figure>


<p>哨兵系统的搭建过程，有几点需要注意：</p>
<p>（1）哨兵系统中的主从节点，与普通的主从节点并没有什么区别，故障发现和转移是由哨兵来控制和完成的。</p>
<p>（2）哨兵节点本质上是redis节点。</p>
<p>（3）<strong>每个哨兵节点，只需要配置监控主节点</strong>，便可以自动发现其他的哨兵节点和从节点。</p>
<p>（4）在哨兵节点启动和故障转移阶段，各个节点的配置文件会被重写(config rewrite)。</p>
<h2 id="Jedis使用哨兵"><a href="#Jedis使用哨兵" class="headerlink" title="Jedis使用哨兵"></a>Jedis使用哨兵</h2><figure class="highlight java"><table><tr><td class="gutter"><pre><span class="line">1</span><br><span class="line">2</span><br><span class="line">3</span><br><span class="line">4</span><br><span class="line">5</span><br><span class="line">6</span><br><span class="line">7</span><br><span class="line">8</span><br><span class="line">9</span><br><span class="line">10</span><br><span class="line">11</span><br><span class="line">12</span><br></pre></td><td class="code"><pre><span class="line"><span class="keyword">public</span> <span class="keyword">static</span> <span class="keyword">void</span> <span class="title function_">testSentinel</span><span class="params">()</span> <span class="keyword">throws</span> Exception &#123;</span><br><span class="line">         <span class="type">String</span> <span class="variable">masterName</span> <span class="operator">=</span> <span class="string">&quot;mymaster&quot;</span>;</span><br><span class="line">         Set&lt;String&gt; sentinels = <span class="keyword">new</span> <span class="title class_">HashSet</span>&lt;&gt;();</span><br><span class="line">         sentinels.add(<span class="string">&quot;192.168.92.128:26379&quot;</span>);</span><br><span class="line">         sentinels.add(<span class="string">&quot;192.168.92.128:26380&quot;</span>);</span><br><span class="line">         sentinels.add(<span class="string">&quot;192.168.92.128:26381&quot;</span>);</span><br><span class="line"> </span><br><span class="line">         <span class="type">JedisSentinelPool</span> <span class="variable">pool</span> <span class="operator">=</span> <span class="keyword">new</span> <span class="title class_">JedisSentinelPool</span>(masterName, sentinels); <span class="comment">//初始化过程做了很多工作</span></span><br><span class="line">         <span class="type">Jedis</span> <span class="variable">jedis</span> <span class="operator">=</span> pool.getResource();</span><br><span class="line">         jedis.set(<span class="string">&quot;key1&quot;</span>, <span class="string">&quot;value1&quot;</span>);</span><br><span class="line">         pool.close();</span><br><span class="line">&#125;</span><br></pre></td></tr></table></figure>



<p>Jedis客户端对哨兵提供了很好的支持。如上述代码所示，我们只需要向Jedis提供哨兵节点集合和masterName，构造JedisSentinelPool对象；然后便可以像使用普通redis连接池一样来使用了：通过pool.getResource()获取连接，执行具体的命令。</p>
<p>在整个过程中，我们的代码<strong>不需要显式的指定主节点的地址</strong>，就可以连接到主节点；</p>
<p>代码中对故障转移没有任何体现，就可以<strong>在哨兵完成故障转移后自动的切换主节点</strong>。</p>
<p>之所以可以做到这一点，是因为在JedisSentinelPool的构造器中，进行了相关的工作；主要包括以下两点：</p>
<p>（1）<strong>遍历哨兵节点，获取主节点信息：</strong>遍历哨兵节点，通过其中一个哨兵节点+masterName获得主节点的信息；该功能是通过调用哨兵节点的sentinel get-master-addr-by-name命令实现，该命令示例如下：</p>
<p>一旦获得主节点信息，停止遍历（因此一般来说遍历到第一个哨兵节点，循环就停止了）。</p>
<p>（2）<strong>增加对哨兵的监听：</strong>这样当<strong>发生故障转移时，客户端便可以收到哨兵的通知</strong>，从而完成主节点的切换。具体做法是：<strong>利用redis提供的发布订阅功能，为每一个哨兵节点开启一个单独的线程，订阅哨兵节点的+switch-master频道，当收到消息时，重新初始化连接池</strong>。</p>
<p><strong>需要注意的是，哨兵只是配置提供者，而不是代理</strong>。</p>
<h2 id="哨兵的原理"><a href="#哨兵的原理" class="headerlink" title="哨兵的原理"></a>哨兵的原理</h2><p>关于哨兵的原理，关键是了解以下几个概念。</p>
<h3 id="建立连接"><a href="#建立连接" class="headerlink" title="建立连接"></a>建立连接</h3><h3 id="定时任务"><a href="#定时任务" class="headerlink" title="定时任务"></a>定时任务</h3><p>每个哨兵节点维护了3个定时任务。定时任务的功能分别如下：1. 通过向主从节点发送info命令获取最新的主从结构；2. 通过发布订阅功能获取其他哨兵节点的信息；3. 通过向其他节点发送ping命令进行心跳检测，判断是否下线。</p>
<ol>
<li><p><strong>每10秒哨兵会向主数据库和从数据库发送Info命令</strong>。发送Info命令是的哨兵能够获得主节点的相关信息，并能够获得到从节点的信息，从而<strong>实现对新节点的自动发现</strong>。</p>
</li>
<li><p><strong>每2秒哨兵向主数据库和从数据库的__sentinel__:hello频道发送自己的信息</strong> ，用于分享和获取同样监控此数据库的哨兵节点的信息。当其他节点受到信息后，会判断发消息的哨兵节点是否是新发现的节点，如果是则会加入哨兵列表。</p>
</li>
<li><p><strong>每30秒会向主数据库、从数据库和其他哨兵节点发送PING命令</strong>。此命令的作用就是用于<strong>定时监控这些数据库和哨兵节点有没有停止服务</strong>，很关键的一点。</p>
</li>
</ol>
<h3 id="主观下线和客观下线"><a href="#主观下线和客观下线" class="headerlink" title="主观下线和客观下线"></a>主观下线和客观下线</h3><ul>
<li><p>主观下线：在心跳检测的定时任务中，如果其他节点超过一定时间没有回复，哨兵节点就会将其进行主观下线。顾名思义，<strong>主观下线的意</strong>思是一个哨兵节点“主观地”判断下线，也就是哨兵它自己认为一个节点下线了，但还没有得到其他节点的认同；与主观下线相对应的是客观下线。</p>
</li>
<li><p>客观下线：哨兵节点在对主节点进行主观下线后，会通过<code>sentinel is-master-down-by-addr</code>命令询问其他哨兵节点该主节点的状态；<strong>如果判断主节点下线的哨兵数量达到一定数值，则对该主节点进行客观下线</strong>。</p>
</li>
</ul>
<p>需要特别注意的是，<strong>客观下线是主节点才有的概念</strong>；<strong>如果从节点和哨兵节点发生故障，被哨兵主观下线后，不会再有后续的客观下线和故障转移操作</strong>。</p>
<h3 id="选举领导者哨兵节点"><a href="#选举领导者哨兵节点" class="headerlink" title="选举领导者哨兵节点"></a>选举领导者哨兵节点</h3><p>当主节点被判断客观下线以后，各个哨兵节点会进行协商，选举出一个领导者哨兵节点，并由该领导者节点对其进行故障转移操作。</p>
<p>监视该主节点的所有哨兵都有可能被选为领导者，选举使用的算法是Raft算法。</p>
<p>使用Raft算法选举领头哨兵的过程如下：</p>
<ol>
<li>发现主数据库客观下线的哨兵节点（称为节点A），向每个哨兵节点发送命令，要求对方选自己称为领导者哨兵。</li>
<li>如果目标哨兵节点没有选过其他人，则会同意将A设置成领头节点。</li>
<li>如果A发现有超过半数且超过quorum参数值的哨兵节点同意选自己为领导者节点，则A成功成为领导者节点。</li>
<li>当有多个哨兵节点同时参选领头节点的时候，则会出现任何节点都不能当选的情况，这个时候每个参选节点都等待一个随机时间重新发起参选请求，进行下一轮选举，直到选举成功。</li>
</ol>
<p><strong>注意：每次选举出来的最多只会选出一个领头哨兵。</strong></p>
<h3 id="故障恢复"><a href="#故障恢复" class="headerlink" title="故障恢复"></a>故障恢复</h3><p>选举出的领导者哨兵，开始进行故障恢复操作，该操作大体可以分为3个步骤： </p>
<ol>
<li><strong>在从节点中选择新的主节点</strong>：选择的原则是，<strong>首先过滤掉不健康的从节点；然后选择优先级最高的从节点(由slave-priority指定)；如果优先级无法区分，则选择复制偏移量最大的从节点；如果仍无法区分，则选择runid最小的从节点</strong>。（健康状态–&gt;优先级–&gt;复制偏移量–&gt;runid）</li>
<li><strong>更新主从状态</strong>：<strong>通过slaveof no one命令，让选出来的从节点成为主节点</strong>；并<strong>通过slaveof命令让其他节点成为其从节点</strong>。</li>
<li><strong>将已经下线的主节点(如localhost:6379)设置为新的主节点的从节点</strong>，当localhost:6379重新上线后，它会成为新的主节点的从节点。</li>
</ol>
<p>通过上述几个关键概念，可以基本了解哨兵的工作原理。为了更形象的说明，下图展示了领导者哨兵节点的日志，包括从节点启动到完成故障转移。</p>
<p><img src="/2021/12/09/Redis-%E5%93%A8%E5%85%B5/Redis-%E5%93%A8%E5%85%B51.png"></p>
<h2 id="配置与实践建议"><a href="#配置与实践建议" class="headerlink" title="配置与实践建议"></a>配置与实践建议</h2><h3 id="参数配置"><a href="#参数配置" class="headerlink" title="参数配置"></a>参数配置</h3><p>下面介绍与哨兵相关的几个配置。</p>
<ol>
<li>sentinel monitor {masterName} {masterIp} {masterPort} {quorum}</li>
</ol>
<p>sentinel monitor是哨兵最核心的配置，在前文讲述部署哨兵节点时已说明，其中：masterName指定了主节点名称，masterIp和masterPort指定了主节点地址<strong>，quorum是判断主节点客观下线的哨兵数量阈值</strong>：当判定主节点下线的哨兵数量达到quorum时，对主节点进行客观下线。<strong>quorum建议取值为N&#x2F;2 + 1（其中 N 为哨兵节点的数量）</strong>。</p>
<ol start="2">
<li>sentinel down-after-milliseconds {masterName} {time}</li>
</ol>
<p>sentinel down-after-milliseconds与主观下线的判断有关：<strong>哨兵使用ping命令对其他节点进行心跳检测，如果其他节点超过down-after-milliseconds配置的时间没有回复，哨兵就会将其进行主观下线</strong>。该配置对主节点、从节点和哨兵节点的主观下线判定都有效。</p>
<p>down-after-milliseconds的默认值是30000，即30s；可以根据不同的网络环境和应用要求来调整：值越大，对主观下线的判定会越宽松，好处是误判的可能性小，坏处是故障发现和故障转移的时间变长，客户端等待的时间也会变长。例如，如果应用对可用性要求较高，则可以将值适当调小，当故障发生时尽快完成转移；如果网络环境相对较差，可以适当提高该阈值，避免频繁误判。</p>
<ol start="3">
<li>sentinel parallel-syncs {masterName} {number}</li>
</ol>
<p>sentinel parallel-syncs与故障转移之后从节点的复制有关，<strong>规定了每次向新的主节点发起复制操作的从节点个数</strong>。例如，假设主节点切换完成之后，有3个从节点要向新的主节点发起复制；如果parallel-syncs&#x3D;1，则从节点会一个一个开始复制；如果parallel-syncs&#x3D;3，则3个从节点会一起开始复制。</p>
<p>parallel-syncs取值越大，从节点完成复制的时间越快，但是对主节点的网络负载、硬盘负载造成的压力也越大；应根据实际情况设置。例如，如果主节点的负载较低，而从节点对服务可用的要求较高，可以适量增加parallel-syncs取值。parallel-syncs的默认值是1。</p>
<ol start="4">
<li>sentinel failover-timeout {masterName} {time}</li>
</ol>
<p>sentinel failover-timeout与故障转移超时的判断有关，但是<strong>该参数不是用来判断整个故障恢复阶段的超时</strong>，而是其几个子阶段的超时，例如如果<strong>从节点晋升为主节点时间超过timeout</strong>，或<strong>从节点向新的主节点发起复制操作的时间</strong>(不包括复制数据的时间)超过timeout，都会导致故障转移超时失败。</p>
<p>failover-timeout的默认值是180000，即180s；如果超时，则下一次该值会变为原来的2倍。</p>
<h3 id="实践建议"><a href="#实践建议" class="headerlink" title="实践建议"></a>实践建议</h3><p>（1）<strong>哨兵节点的数量应不止一个</strong>，一方面增加哨兵节点的冗余，避免哨兵本身成为高可用的瓶颈；另一方面减少对下线的误判。此外，<strong>这些不同的哨兵节点应部署在不同的物理机上</strong>。</p>
<p>（2）<strong>哨兵节点的数量应该是奇数</strong>，便于哨兵通过投票做出“决策”：领导者选举的决策、客观下线的决策等。</p>
<p>（3）<strong>各个哨兵节点的配置应一致</strong>，包括硬件、参数等；此外，所有节点都应该使用ntp或类似服务，保证时间准确、一致。</p>

    </div>

    
    
    

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